4.1.5 Práce v elektrickém poli, napětí



Podobné dokumenty
2.5.8 Šetříme si svaly II (nakloněná rovina)

Rovnice rovnoměrně zrychleného pohybu

Rovnice rovnoměrně zrychleného pohybu

FYZIKA 1. ROČNÍK. Tématický plán. Hodiny: Září 7 Říjen 8 Listopad 8 Prosinec 6 Leden 8 Únor 6 Březen 8 Duben 8 Květen 8 Červen 6.

Elektrický náboj, Elektrické pole Elektrický potenciál a elektrické napětí Kapacita vodiče

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

Přehled veličin elektrických obvodů

3.2. Elektrický proud v kovových vodičích

Příloha 1 Zařízení pro sledování rekombinačních procesů v epitaxních vrstvách křemíku.

1.2.2 Síly II. Předpoklady: 1201

Spojování rezistorů I

4.1.7 Rozložení náboje na vodiči

1.1.7 Rovnoměrný pohyb II

Elektrostatické pole Coulombův zákon - síla působící mezi dvěma elektrickými bodovými náboji Definice intenzity elektrického pole Siločáry

Ing. Stanislav Jakoubek

7.2.1 Vektory. Předpoklady: 7104

Testování a spolehlivost. 6. Laboratoř Ostatní spolehlivostní modely

Řešení úloh 1. kola 48. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D Autořiúloh:J.Jírů(1,3,4,7),I.Čáp(5),I.Volf(2),J.JírůaP.Šedivý(6)

Kapacita. Gaussův zákon elektrostatiky

3. V případě dvou na sebe kolmých posunutí o velikostech 3 cm a 4 cm obdržíme výsledné posunutí o velikosti a) 8 cm b) 7 cm c) 6 cm d) 5 cm *

4. Magnetické pole Fyzikální podstata magnetismu. je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů

s požadovaným výstupem w(t), a podle této informace generuje akční zásah u(t) do

Mgr. Ladislav Blahuta

název zatížení víko odvětrání hmotnost výška (v) průměr zboží

MATEMATICKÁ OLYMPIÁDA

Základy elektrotechniky

sf_2014.notebook March 31,

4. Práce, výkon, energie

CENÍK. Provoz Studénka / 2016 TRANSPORTBETON A ZNAČKOVÉ PRODUKTY. transportbeton.cz

CENÍK. Provoz Příbram / 2016 TRANSPORTBETON A ZNAČKOVÉ PRODUKTY. transportbeton.cz

Provoz Hradec Králové / 2016

Provoz Kladno.

Provoz Planá u Mariánských Lázní / 2016

MANUÁL. Modul KMITÁNÍ A VLNĚNÍ.XLS, verze 1.0

Autonomní hlásiče kouře

CENÍK. Provoz Milovice / 2016 TRANSPORTBETON A ZNAČKOVÉ PRODUKTY. transportbeton.cz

Regulace napětí a proudu reostatem a potenciometrem

Zákon zachování hybnosti I

zejména Dijkstrův algoritmus pro hledání minimální cesty a hladový algoritmus pro hledání minimální kostry.

A B = A A B P A B C = P A P B P C = =

2.2. SČÍTÁNÍ A NÁSOBENÍ MATIC

Konstrukce voltmetru a ampérmetru

Mária Sadloňová. Fajn MATIKA. 150 řešených příkladů (vzorek)

MATEMATICKÁ OLYMPIÁDA

5.4.6 Objemy a povrchy rotačních těles I

HYDRAULICKÝ VÝPOČET SAMOSTATNÉHO KOMÍNA


ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA

ÚLOHY Z ELEKTŘINY A MAGNETIZMU SADA 4

5.2.5 Vypuklé zrcadlo

iglidur "Clips" pouzdra iglidur

1.5.9 Zákon zachování mechanické energie III Předpoklady: Dokonale pružný centrální ráz dvou koulí Pedagogická poznámka:

Téma 1: Elektrostatika I - Elektrický náboj Kapitola 22, str


5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

Elektronický učební text pro podporu výuky klasické mechaniky pro posluchače učitelství I. Mechanika hmotného bodu

1.2.4 Racionální čísla II

KINEMATIKA. 1. Základní kinematické veličiny

Výfučtení: Triky v řešení fyzikálních úkolů

Elektrický proud v kovech Odpor vodiče, Ohmův zákon Kirchhoffovy zákony, Spojování rezistorů Práce a výkon elektrického proudu

Kirchhoffovy zákony

( ) ( ) ( ) ( ) Skalární součin II. Předpoklady: 7207

FYZIKA II. Petr Praus 6. Přednáška elektrický proud

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ. Ústav aplikované fyziky a matematiky ZÁKLADY FYZIKY II

JčU - Cvičení z matematiky pro zemědělské obory (doc. RNDr. Nýdl, CSc & spol.) Minitest MT1

4.1.6 Elektrický potenciál

Identifikátor materiálu EU: ICT Čeština. Jazyk a jazyková komunikace. Český jazyk a literatura. Český jazyk/slovní druhy

Výpočet tenkostěnných nosníků. Magdaléna Doleželová

Rozdělení do skupinek:

Spojování rezistorů I

Základy elektrotechniky - úvod

Přehled učiva matematiky 7. ročník ZŠ

Ohmův zákon, elektrický odpor, rezistory

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

lánek 9 - Zánik pojišt lánek 10 - Povinnosti pojišt ného lánek 11 - Zpracování osobních údaj pojišt ného

MATEMATIKA Charakteristika vyučovacího předmětu 2. stupeň

ELEKTROSTATIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 2. ročník

Matice. Přednáška MATEMATIKA č. 2. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FEM UO Brno kancelář 69a, tel

1.4.3 Zrychlující vztažné soustavy II

Ohmův zákon pro uzavřený obvod

FAKULTA STAVEBNÍ VUT V BRNĚ PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ PRO AKADEMICKÝ ROK

Název: Kutálení plechovek

Goniometrické funkce obecného úhlu

ZOP, ZOT SIGMA PUMPY HRANICE

CZ.1.07/1.1.08/

ALU HLINÍKOVÉ KONZOLY BEZ OTVORŮ. Neviditelné spoje z hliníkové slitiny pro použití jak ve vnitřních tak ve vnějších prostorech (služební tř.

Fyzikální veličiny. Převádění jednotek

1.8.3 Hydrostatický tlak

ÚSTŘEDNÍ KOMISE FYZIKÁLNÍ OLYMPIÁDY ČESKÉ REPUBLIKY

Elektrický proud. Opakování 6. ročníku

Prvky betonových konstrukcí BL01 8 přednáška

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Geometrie zakřiveného prostoru aplikace s fyzikální tématikou

Úloha 1 Multimetr. 9. Snižte napájecí napětí na 0V (otočením ovládacího knoflíku výstupního napětí zcela doleva).

jádro: obal: e n neutron, p proton, e elektron a) at. jádro velká hmotnost (n 0 ) b) el.obal velký rozměr

ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ V ROVINĚ

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Matematika pro kombinované studium BOZO. Konzultace pátá. RNDr. Libuše Samková, Ph.D. pf.jcu.cz

4.1.6 Elektrický potenciál

Transkript:

4.1.5 Práce v elektrickém poli, napětí Předpoklady: 4102, 4104, mechanická práce Př. 1: Spočítej ílu, která půobí náboj o velikoti 2 10 5 C, který e nachází v elektrickém poli o intenzitě 2500 N C 1. Nejjednodušší vztah z minulé hodiny: F= Q F= Q=2 10 5 2500 N=0,05 N Na náboj zadané velikoti půobí v zadaném elektrickém poli íla 0,05 N. Opakování: Práce e koná při pounutí předmětu po určité dráze za vynaložení íly. Pokud e íla během poouvání nemění, platí vzorec: W=F Pokud je mezi pounutím a půobící ilou jiný úhel než nulový, platí vzoreček W=F co, kdy α vyjadřuje úhel mezi pounutím a ilou. Jak to bude konáním práce v elektrickém poli? Prozkoumáme nejjednodušší případ. V homogenním elektrickém poli mezi dvěma nabitými dekami o intenzitě, jou na kladně nabité dece dva kladné náboje Q 1 a Q 2. Urči jakou práci vykoná elektrické pole při přemítění nábojů na záporně nabitou deku. d Q 1 Q 2 Síla, kterou pole půobí na náboje má všude tejný měr, tejnou velikot a vírá pounutím nulový úhel. Platí: W=F co = F co0=f a =d (vyznačeno v obrázku). Pro náboj Q 1 : F 1 =Q 1 W 1 =F 1 =Q 1 d Pro náboj Q 2 : F 2 =Q 2 W 2 =F 2 =Q 2 d Podobně jako u il při zavedení elektrické intenzity: Vztah pro práci lze rozdělit na dvě čáti: čát d charakterizuje pole, jak velká práce e muí konat při přenášení náboje v poli (v záviloti na jeho intenzitě a vzdálenoti deek) a je pro oba náboje tejná. čát Q 1 (repektive Q 2 ) nám předává informace o nábojích (a pro oba náboje e logicky liší). Protože náboje e od ebe liší, je práce pro každou velikot náboje jiná, ale oučin případě u všech nábojů, které e pohybují z kladné na zápornou deku tejný. d je v tomto Př. 2: Jaký je význam oučinu d v předchozím výkladu?

Součin d náobíme při výpočtu práce velikotí přemiťovaného náboje udává, jak velkou práci pole vykoná při přemítění náboje 1 C z kladné na zápornou deku. Součinu d říkáme elektrické napětí, značíme U, jednotkou je 1 Volt [1 V]. lektrické napětí má myl určovat jen mezi dvěma body obča e používá značení U AB (elektrické napětí mezi body A a B). Hodnota U AB udává, jak velkou práci pole vykoná při přemítění náboje 1 C z míta A do míta B. V homogenním poli při pounutí ve měru elektrických iločar platí: U= d, v jiných případech je výpočet ložitější. Př. 3: Urči míta, ke kterým e vztahuje údaj o napětí: a) u monočlánku b) ploché baterie c) záuvky Vždy jde o napětí mezi míty, kterými připojujeme zařízení do elektrického obvodu: a) Napětí monočlánku U=1,5V je napětí mezi jeho póly = protřední cvoček a vnější obal (jou odděleny izolační vrtvou) b) Napětí baterie U=4,5 V je napětí mezi jejími póly = plíšky na horní traně (jou odděleny vzduchem) c) Napětí záuvky U=230 V, znamená, že napětí mezi jejími dvěma dírkami je rovno 230V. Mezi pravou dírkou a zemí je napětí 0 V. Mezi levou dírkou a zemí 230 V. Ve všech případech e jedná o zařízení, která dodávají elektrickým obvodům energii. Tato zařízení konají práci při zdvihání elektronů od kladného pólu k zápornému. Zdvihnutím zíkají elektrony energii, kterou pak odevzdávají v obvodu. Větší napětí = větší energie elektronů (proto jou elektrony ze záuvky nebezpečnější). Př. 4: Rozeber libovolnou plochou baterii a vyvětli, jak ouvií její napětí napětím monočlánků. Plochá baterie e kládá ze tří monočlánků. Každý z nich by vykonal při zvedání elektronů práci 1,5 V, dohromady pak celá baterie 3 1,5 V=4,5 V Pedagogická poznámka: Předchozí příklady jou důležité. Termín napětí tudenti amozřejmě znají, jde o to, aby jej propojili definicí, která je jejich znalotem reality bohužel cizí. Sloveo zdvihat je použito chválně, pomáhá u tudentů vzbuzovat aociaci baterií jako zařízením, které elektronům dodává zdviháním energii. Jaký vztah napětí a práce? W=Q d=q U U= W Q Vyjádření 1 V: U= W Q 1V= 1 J 1 C Definice voltu: Mezi body A, B je napětí 1V, jetliže íly elektrického pole při přeneení náboje 1C vykonají práci 1J. Práci, kterou vykoná elektrické pole při přemíťování elektrického náboje (a tedy i energii, kterou při přeunutí zíká nebo ztratí nabitá čátice) vyjadřujeme pomocí elektrického napětí ve voltech.

Př. 5: lektrický vařič o výkonu 2200 W je připojen k napětí 230 V. Urči, kolik coulombů proteče mezi dírkami záuvky za každou ekundu. Muím určit vykonanou práci: P= W t W= Pt. Teď určím Q: U= W Q Q=W U = Pt U Doadím: Q= Pt U = 2200 1 230 C=9,57C Vařičem ze zadání proteče každou ekundu náboj 9,57 C. Dodatek: V záuvce neteče proud jedním měrem, ituace je trochu ložitější, více později. Každopádně je vidět, že takový náboj bychom tyčí nenatřeli. Př. 6: Jakou práci vykoná elektrická íla v homogenním elektrickém poli o intenzitě 1000 V m 1 při přemítění kladného náboje 1 C do vzdálenoti 10 cm. a) ve měru elektrických iločar b) proti měru elektrických iločar c) kolmo na měr elektrických iločar a) W=F co W= Q co W=1000 10 6 0,1 1 J W=10 4 J Q F b) W=F co W = Q co α W=1000 10 6 0,1 1 J W= 10 4 J =180 co =1 W 0 Q F =180 co = 1 W 0 Aby e náboj takhle hýbal, muí na něj půobit ještě jiná íla kromě elektrické el.pole naopak půobí proti tomu, aby e náboj pohnul vyznačeným měrem škodí té íle, co koná práci práce je záporná c) =90 co90 =0 W=0 W=F co W= Q co W=1000 10 6 0,1 0 J W=0 J Q F =90 co90 =0 W=0

Př. 7: Jak by e předchozí příklad změnil, kdyby přeunovaný náboj měl záporné znaménko? Síla, kterou by na něj půobilo elektrické pole by změnila měr změnila by e znaménka vykonané práce. Ve vzorcích toho doáhnu tím, že doadím u záporného náboje hodnotu náboje jako záporné čílo. Př. 8: Urči intenzitu elektrického pole mezi dírkami domácí jednofázové záuvky (předpokládej, že pole je homogenní). =1,8 cm=0,018 m U =230 V =? W=F UQ=Q U= = U = 230 V/m=12800 V m 1 0,018 lektrické pole mezi zdířkami normální záuvky má přibližně intenzitu 12 800V m 1 Př. 9: Urči intenzitu elektrického pole mezi drátem velmi vyokého elektrického napětí a tožárem. Napětí u dálkového přenou U=220 000 V Tloušťka porcelánové hlavy mezi drátem a tožárem. =5 cm = U = 220000 0,005 V m 1 =4400 000 V m 1 lektrické pole mezi tožárem a drátem velmi vyokého napětí má velikot 4 400000 V m 1. Př. 10: Vzduch za normální podmínek nevede elektrický proud neumožňuje pohyb elektrických nábojů. Pokud však intenzita elektrického pole přeáhne určitou hodnotu (takzvanou elektrickou pevnot p ), vzduch začne proud vét (překočí jikra). Najdi způob, jak určit přibližně velikot napětí, na které je možné nabít Van Der Graffův generátor. Stačí když změříme vzdálenot, na kterou již překočí jikra a doazením do vzorce pro elektrické napětí zíkáme jeho hodnotu. p =3 10 6 V m 1 d=1,5cm=0,015 m U=? předpokládám, že pole je homogenní (to není pravda, ale pro řádový odhad, homogennot předpokládat můžeme). U= d=3 10 6 0,015 V=45000 V Van Der Graffův generátor je možné nabít přibližně na napětí 45 000 V. Napětí Van Der Graffova generátoru je obrovké, přeto nezpůobí mrt jako daleko nižší napětí záuvky napětí má vliv na průběh úrazu, ale nezáleží pouze na něm. Shrnutí: Práci, kterou vykoná elektrické pole při přemíťování elektrického náboje (a tedy i energii, kterou při přeunutí zíká nebo ztratí nabitá čátice) vyjadřujeme pomocí elektrického napětí ve voltech. Př. 1: Roz

Př. 2: Roz Př. 3: Roz Poznámka:ještě Pedagogická poznámka:adf Dodatek:adf Shrnutí:adf